[Informations sur les composites] Classification, caractéristiques de performance et analyse d'application des adhésifs à base de résine époxy

Les adhésifs à base de résine époxy sont formulés avec de la résine époxy comme corps principal. Il y a des groupes époxy aux extrémités des macromolécules de résine, des groupes hydroxyle et des liaisons éther entre les chaînes, et des groupes hydroxyle et des liaisons éther continueront à être générés pendant le processus de durcissement. La structure contient des cycles benzéniques et des hétérocycles. Ces structures déterminent que les adhésifs à base de résine époxy ont d'excellentes performances. Les adhésifs à base de résine époxy sont des adhésifs avec une longue histoire d'utilisation et des applications extrêmement larges. En raison de leur résistance, de leur diversité et de leur excellente adhérence sur une variété de surfaces collées, les adhésifs à base de résine époxy ont été largement reconnus par les utilisateurs. Ils ont participé et accéléré la révolution technologique dans certains secteurs industriels. Les résines époxy peuvent être utilisées pour lier les métaux, le verre, la céramique, denombreux plastiques, le bois, le béton et certaines autres surfaces.
Plus de 10% des résines époxy produites aux États-Unis sont utilisées comme adhésifs. Dans le passé, la modification des résines époxy se limitait au caoutchouc, tel que le carboxyle.-caoutchoucnitrile terminé, hydroxyle-caoutchoucnitrile terminé, caoutchouc polysulfure, etc. Ces dernières années, la modification de la résine époxy a été continuellement approfondie et les méthodes de modification changent chaque jour qui passe, telles que la méthode des réseaux interpénétrés, la méthode de copolymérisation chimique, etc., en particulier les cristaux liquides la méthode de durcissement et la méthode de durcissement desnanoparticules sont les points chauds de la recherche ces dernières années. Avec l'établissement du modèle de développement « à grande échelle, haute purification, raffinement, spécialisation, sérialisation et fonctionnalisation », la recherche sur la modification de la résine époxy évolue chaque jour et est devenue le centre d'attention de l'industrie. Il favorisera l'application plus poussée et plus étendue de la résine époxy dans la construction économique et dans la vie des gens.
1. Les adhésifs époxy avec d'excellentes performances ont une large gamme d'applications
Collage adhésif (liaison, liaison, liaison, liaison) fait référence à la technologie de connexion des surfaces d'objets homogènes ou hétérogènes avec des adhésifs, qui présente les caractéristiques de répartition des contraintes, de tissu adhésif continu, de légèreté ou d'étanchéité et de basse température de processus dans la plupart des processus. Le collage adhésif est particulièrement adapté à la liaison de différents matériaux, de différentes épaisseurs, ultra-spécifications minces et composants complexes. Les adhésifs se développent le plus rapidement au cours des dernières générations, avec un large éventail d'industries d'application, et ont un impact significatif sur les progrès des hautes technologies.-la science et la technologie technologiques et l'amélioration de la vie quotidienne des gens. Il est donc très important de rechercher, développer et produire différents types d’adhésifs.
La colle à base de résine époxy fait référence à un terme général désignant un composé qui contient deux ou plusieurs groupes époxy dans une structure moléculaire et peut former trois groupes.-croix dimensionnelle-composé de durcissement lié dans des réactifs et des conditions chimiques appropriés.
Les adhésifs à base de résine époxy sont des adhésifs liquides ou solides composés de résines époxy, d'agents de durcissement, de plastifiants, d'accélérateurs, de diluants, de charges, d'agents de couplage, de retardateurs de flamme, de stabilisants, etc. Parmi eux, les résines époxy, les agents de durcissement et les agents de renforcement sont des composants indispensables, et d'autres sont ajoutés ounon selon les besoins. Le processus de collage des adhésifs époxy est un processus physique et chimique complexe, comprenant des étapes telles que l'infiltration, l'adhésion et le durcissement, et génère finalement trois-croix dimensionnelle-structure liée du produit durci, qui combine les adhérents en un tout.
Il existe denombreux types de colles époxy. Parmi tous les types de résines époxy, la résine époxy bisphénol A est la variété la plus importante et la plus largement utilisée. Selon son poids moléculaire, il peut être divisé en faible, moyen, élevé et ultra.-résines époxy de haut poids moléculaire (résines d'oxyde de polyphénol). Les résines de faible poids moléculaire peuvent être durcies à température ambiante ou à haute température, mais les résines époxy de haut poids moléculaire doivent être durcies à haute température et ultra-les résines polyphénoliques de poids moléculaire élevénenécessitent pas l'aide d'agents de durcissement et peuvent former des films résistants à haute température. Avec les propositions successives de diverses théories adhésives et les in-Les progrès approfondis des travaux de recherche fondamentaux tels que la chimie des adhésifs, la rhéologie des adhésifs et le mécanisme de défaillance des adhésifs, les performances, la variété et l'application des adhésifs se sont développés à pas de géant. Les résines époxy et leurs systèmes de durcissement sont également devenues une classe importante d'adhésifs offrant d'excellentes performances, denombreuses variétés et une grande adaptabilité en raison de leurs performances uniques et excellentes et de l'émergence continue denouvelles résines époxy, denouveaux agents de durcissement et additifs.
Ces dernières années, unniveau élevé-fibre résistante et légère-les matériaux composites renforcés ont été progressivement utilisés en ultra-environnements à basse température et recherche sur l'ultra-Les performances à basse température des résines époxy ont également été de plus en plus renforcées. la recherche de mon pays a fait des progrès en termes de matériau de matrice pour les réservoirs composites d'hydrogène liquide et de matériau de matrice pour les adhésifs, les matériaux d'imprégnation et les fibres-matériaux composites renforcés dans le domaine de la supraconductivité. La résine époxy pure a une croix élevée-densité de liaison, et même à température ambiante, il présente les inconvénients d'être fragile, d'avoir une faible ténacité et d'avoir une mauvaise résistance aux chocs. En tant que matrice résineuse du matériau composite, elle doit généralement être durcie à très haute température. Pendant le processus de refroidissement après durcissement, une contrainte thermique sera générée à l’intérieur de la matrice de résine en raison du retrait thermique. Lorsque la température passe de la température ambiante à ultra-basse température (ci-dessous -150°C), la contrainte interne générée par le retrait thermique dans la matrice sera plus importante. Une fois que la contrainte thermique dépasse la résistance de la résine elle-même, elle entraînera la destruction de la matrice de résine. Par conséquent, l’amélioration de la ténacité est cruciale pour l’utilisation de résine époxy à ultra-basses températures.
À l'heure actuelle, la principale méthode pour améliorer l'ultra-La ténacité à basse température de la résine époxy consiste à utiliser des résines aliphatiques flexibles, des caoutchoucs liquides et des agents de durcissement flexibles pour renforcer les résines époxy. Étant donné que ces matériaux ont une faible température de transition vitreuse et un grand volume libre à température ambiante, lorsque la température descend jusqu'à ultra-basses températures, le système de résine produira un retrait thermique important, entraînant une contrainte thermique importante, ce qui limite son application à ultra-basses températures. Le mélange et la modification de haute-Les thermoplastiques performants et les résines époxy à température ambiante peuvent conférer au système de mélange les propriétés supérieures des deux, c'est-à-dire que tout en conservant le module élevé des résines thermodurcissables, il présente également la ténacité élevée des thermoplastiques.
La performance du collage (résistance, résistance à la chaleur, résistance à la corrosion, imperméabilité, etc.) La qualité des adhésifs dépendnon seulement de leur structure et de leurs performances, ainsi que de la structure et des propriétés de liaison de la surface de l'adhésif, mais également de la conception des joints, de la préparation des adhésifs et des processus de collage, et est également limitée par l'environnement. L’application d’adhésifs époxy est donc un projet systématique. Les performances des adhésifs époxy doivent être adaptées aux facteurs ci-dessus qui affectent les performances de liaison afin d'obtenir les meilleurs résultats. Lorsque vous utilisez des adhésifs époxy de la même formule pour coller des objets de propriétés différentes, ou en utilisant des conditions de liaison différentes, ou dans des environnements d'utilisation différents, leurs performances seront très différentes et une attention particulière doit être portée lors de leur application.

Les adhésifs époxy sont principalement composés de deux parties : la résine époxy et l'agent de durcissement. Afin d'améliorer certaines propriétés et de répondre à différentes utilisations, des matériaux auxiliaires tels que des durcisseurs, des diluants, des promoteurs, des agents de couplage, etc. peuvent également être ajoutés. En raison de la force de liaison élevée et de la grande polyvalence des adhésifs époxy, ils étaient autrefois connus sous lenom de « tout-colle à usage "et" colle forte ". Ils sont largement utilisés dans l'aviation, l'aérospatiale, les automobiles, les machines, la construction, les produits chimiques, l'industrie légère, l'électronique, les appareils électriques et la vie quotidienne.
Avec les lois et réglementations de plus en plus strictes en matière de protection de l'environnement dans mon pays et l'amélioration de la conscience de la population en matière de santé, les adhésifs époxy respectueux de l'environnement, de bonne qualité, sans pollution et conformes auxnormes internationales, deviennent progressivement les principaux produits d'adhésifs synthétiques.
2. Structure moléculaire et classification variétale des adhésifs époxy
Résine époxy La résine époxy est un composé polymère avec deux groupes époxy ou plus dans la molécule et un poids moléculaire relativement faible. 1. Classification Il existe denombreuses variétés et marques de résines époxy, mais la résine époxy de bisphénol A glycidyl éther est généralement appelée résine époxy de bisphénol A, qui est le type le plus important. Cela représente 90% de la production totale de résines époxy. Résine époxy au bisphénol A La résine époxy au bisphénol A est également connue sous lenom de résine époxy générale et de résine époxy standard. Il s'appelle E.-type résine époxy en Chine. Il est obtenu par polycondensation du bisphénol (BPA ou DPP) et épichlorhydrine (ECH) sous hydroxyde de sodium : selon le rapport des matières premières, les conditions de réaction et la méthode adoptée, un liquide visqueux de faible poids moléculaire relatif et un poids moléculaire relatif élevé, un solide à point de ramollissement élevé avec différents degrés de polymérisation peuvent être obtenus. Le poids moléculaire relatif moyen est de 300-7000. L'apparence est un liquide visqueux transparent presque incolore ou jaune clair ou un solide fragile et feuilleté. La résine époxy elle-même est un polymère linéaire thermoplastique. Lorsqu'elle est chauffée, la viscosité de la résine liquide diminue et la résine solide se ramollit ou fond. Soluble dans les solvants organiques tels que l'acétone, la méthyléthylcétone, la cyclohexanone, l'acétate d'éthyle, le benzène, le toluène, le xylène, l'éthanol anhydre, l'éthylène glycol, etc. Résine époxy de bisphénol A hydrogéné Lenom chimique de la résine époxy de bisphénol A hydrogéné est bisphénol A hydrogéné diglycidyle éther, obtenu par condensation de l'hexahydrobisphénol A obtenu par hydrogénation du bisphénol A avec l'épichlorhydrine sous la catalyse de la soude. C'est une résine époxy à très faible viscosité, avec un long temps de gel et une bonne résistance aux intempéries.
Lenom chimique de la résine époxy du bisphénol F est l'éther diglycidylique du bisphénol F, appelé DGEBF ou BPF, qui est un liquide visqueux transparent incolore ou jaune clair obtenu en faisant réagir du phénol et du formaldéhyde sous un catalyseur acide pour générer du bisphénol F, puis en réagissant avec l'épichlorhydrine sous catalyse de soude; lenom chimique de la résine époxy de bisphénol S est l'éther d'huile de diglycidyl glycyrrhizine de bisphénol S, appelé BPS ou KGEBS, qui est obtenu par le bisphénol S et l'épichlorhydrine sous catalyse de l'hydroxyde de sodium. La résine époxy bisphénol S a une résistance élevée à la chaleur et sa température de déformation thermique est de 60-700C supérieur à celui de la résine époxy bisphénol A. Le produit durci est stable et présente une bonne résistance aux solvants. La résine époxy bisphénol P est synthétisée à partir de 3-le chloropropylène et le phénol comme matières premières principales, puis polycondensés avec de l'épichlorhydrine en présence d'hydroxyde de sodium. La résine époxy bisphénol P a une flexibilité de chaîne moléculaire élevée, une bonne fluidité à basse température, une viscosité inférieure à celle de la résine époxy bisphénol A et une résistance à la compression et une résistance aux chocs plus élevées que la résine époxy bisphénol A.
Les résines époxy Novolac comprennent principalement des résines époxy d'ester phénolique linéaire phénolique et o-les résines époxy phénoliques phénoliques linéaires crésol, ainsi que les résines époxynovolaques de type résorcinol. De plus, la résine époxy tétraphénol éthane appartient également à la résine époxy phénolique ; résine époxy phénolnovolaque (EPN) est une résine phénolique linéaire obtenue par réaction de condensation du phénol et du formaldéhyde dans un milieu acide, puis condensée avec un excès d'épichlorhydrine en présence d'hydroxyde de sodium pour obtenir un liquide ou semi-visqueux brun linéaire-solide; o-la résine époxy crésolnovolaque est un o linéaire-résine phénolique crésol obtenue par condensation d'o-crésol et formaldéhyde, puis réagi avec de l'épichlorhydrine en présence d'hydroxyde de sodium, et obtenu après plusieurs-un traitement par étapes pour obtenir un solide jaune à ambre ; La résine époxy résorcinol formaldéhyde porte lenom chimique d'éther tétraglycidylique de résorcinol formaldéhyde, qui est une résine phénolique tétrafonctionnelle obtenue par la réaction du résorcinol et du formaldéhyde avec de l'acide oxalique comme catalyseur. Puis il est polycondensé avec de l'épichlorhydrine en présence de soude pour obtenir une orange-liquide visqueux jaune; lenom chimique de la résine époxy de tétraphénol éthane est éther glycidylique de tétraphénol éthane (PGEE), qui est obtenu en faisant réagir du phénol avec du glyoxal en présence d'un catalyseur acide pour obtenir du tétraphénol éthane, puis en réagissant avec de l'épichlorhydrine sous catalyse d'hydroxyde de sodium ; résine époxy phénoliquenaphtol (EEPN) est synthétisé par polycondensation d'un-dunaphtol avec une solution de formaldéhyde pour produire une résine phénolique linéaire, puis une réaction avec de l'épichlorhydrine sous catalyse d'hydroxyde de sodium ; la résine époxy fluorée a une structure moléculaire dense en raison de l'introduction d'atomes de fluor et de carbone-les atomes de fluor sont étroitement disposés autour de la chaîne principale de la résine. Par conséquent, la tension superficielle, le coefficient de frottement et l'indice de réfraction sont très faibles et il présente une excellente résistance à la corrosion, à l'usure, à la chaleur, à la pollution et à la durabilité. Cependant, il est coûteux etne peut pas être utilisé à des fins générales.
La résine époxy polyuréthane, également connue sous lenom de résine époxy uréthane, est fabriquée en faisant réagir du polyester (ou de l'éther) un polyol avec de l'épichlorhydrine en présence de BF3 et de NaOH pour générer de l'éther glycidylique de polyol, qui est ensuite polycondensé avec du diisocyanate ; La résine époxy silicone est un époxyde contenant du silicium dans sa structure moléculaire, qui est polycondensé avec du polyméthylphénylsiloxane et de la résine époxy. Le toluène est une solution, un liquide uniforme jaune clair ; la résine époxy de titane organique est obtenue en faisant réagir le groupe hydroxyle dans la résine époxy de bisphénol A avecn-titanate de butyle. Étant donné que l'élément métallique titane est introduit dans la résine, il résoutnon seulement les problèmes d'absorption accrue d'eau, de résistance à l'humidité réduite et de propriétés électriques causés par la présence de groupes hydroxyle, mais aussi parce que les atomes d'oxygène avec des électrons P dans la résine sont directement connecté aux atomes de titane avec des lacunes d'électrons D, ce qui donne le P-Effet de conjugaison D dans la chaîne macromoléculaire, qui améliore considérablement la résistance au vieillissement thermique et possède de meilleures propriétés diélectriques. L'apparence est jaune à ambrée.-liquide transparent de viscosité.
Avec le développement continu de haute-technologie et technologie. Ces dernières années, la modification de la résine époxyn'a cessé de s'approfondir et des méthodes telles que le réseau interpénétré, la copolymérisation chimique et le renforcement desnanoparticules ont été largement utilisées. Il existe de plus en plus de variétés de haute-adhésifs performants à base de résine époxy.
Il existe denombreuses variétés d'adhésifs à base de résine époxy, et les méthodes de classification et les indicateurs de classificationn'ont pas encore été unifiés. Généralement classé selon les méthodes suivantes. Classification selon la forme d'adhésifs : tels que solvant-adhésifs gratuits, (organique) solvant-adhésifs à base d'eau-adhésifs à base (qui peut être divisé en eau-type d'émulsion et eau-type soluble), colles en pâte, colles en film (film époxy), etc.
Classification par conditions de durcissement : adhésif durcissant à froid (non-adhésif thermodurcissable). Il est divisé en bas-adhésif durcissant à la température, température de durcissement <15℃; room temperature curing adhesive, curing temperature 15~40℃; heat curing adhesive can be divided into: medium temperature curing adhesive, curing temperature about 80~120℃; high temperature curing adhesive, curing temperature >150 ℃ ; d'autres adhésifs durcissant, tels que les adhésifs photopolymérisables, les adhésifs durcissant pour surfaces humides et à l'eau, les adhésifs durcissant latents, etc.
Classification par force de liaison : les adhésifs structurels ont une résistance élevée au cisaillement et à la traction, et doivent également avoir une traction inégale élevée.-hors résistance, de sorte que les joints collés puissent résister à des charges telles que les vibrations, la fatigue et les chocs pendant une longue période. Dans le même temps, il doit également avoir une résistance élevée à la chaleur et aux intempéries ; les adhésifs structurels à contraintes secondaires peuvent résister à des charges moyennes, généralement avec une résistance au cisaillement de 17-25Mpa et une traction inégale-à partir d'un effectif de 20-50 kN/m;non-adhésifs structurels, c'est-à-dire généraux-adhésifs à usage spécifique. Sa résistance à température ambiante est encore relativement élevée, mais avec l'augmentation de la température, la force de liaison diminue rapidement. Ilne peut être utilisé que dans des pièces peu sollicitées.
Classification par usage : général-adhésifs spéciaux, adhésifs spéciaux, tels que les adhésifs à haute-adhésifs résistants à la température (en utilisant la température ≥150℃), faible-adhésifs résistants à la température (résistant à -Températures de 50 ℃ ou inférieures), filtrer les adhésifs (pour coller des jauges de contrainte), adhésifs conducteurs, mastics (mise sous vide, soudure mécanique), adhésifs optiques (pièces optiques incolores et transparentes, résistantes au vieillissement à la lumière, à indice de réfraction correspondant), corrosion-adhésifs résistants, adhésifs structurels, etc. Il peut également être classé selon le type d'agent de durcissement, tel que l'amine-adhésif époxy durci, anhydride-adhésif durci, etc. Il peut également être divisé en deux-adhésif composant et un-adhésif à composants, adhésif époxy pur et adhésif époxy modifié.

3. Caractéristiques de performance des adhésifs époxy
Généralement, la résine époxy contient des liaisons hydroxyle et éther dans sa structure, ce qui la rend très adhésive. En raison de ces groupes polaires, des forces électromagnétiques peuvent être générées sur les interfaces adjacentes. Pendant le processus de durcissement, avec la réaction chimique avec l'agent de durcissement, celui-ci peut en outre générer des groupes éther et des liaisons éther. Il possèdenon seulement une cohésion élevée, mais produit également une forte adhérence. Par conséquent, les adhésifs époxy ont une forte force de liaison sur denombreux matériaux tels que les métaux, les plastiques, le verre, le bois, les fibres, etc., communément appelés « colle universelle ».
Les molécules de résine époxy sont étroitement disposées et les substances de faible poids moléculairene précipitent pas pendant le processus de durcissement. De plus, il peut être formulé en solvant-adhésifs gratuits, son taux de retrait est donc généralement faible. Si des charges appropriées sont sélectionnées, le taux de retrait peut être réduit à 0,1-0,2%.
L'existence de cycles benzéniques stables et de chaînes éther dans la structure de la résine époxy et la structure dense après durcissement déterminent que les adhésifs époxy ont une forte résistance aux effets de l'atmosphère, de l'humidité, des milieux chimiques, des bactéries, etc., de sorte qu'ils peuvent être utilisés dans denombreux environnements difficiles.
Les adhésifs époxy ont une forte force de liaison et une force de liaison élevée ; faible retrait et dimensions stables. Les adhésifs à base de résine époxyne libèrent pratiquement aucun produit de faible poids moléculaire pendant le durcissement. Le coefficient de dilatation linéaire est moins affecté par la température, donc la stabilité dimensionnelle des pièces collées est bonne ; le produit durci de colle de résine époxy a d'excellentes propriétés d'isolation électrique, la résistivité volumique est de 1013~1016Ω.cm, et la rigidité diélectrique est de 30~50KV.Mm-1. Les molécules de résine époxy contiennent des liaisons éther, et les chaînes moléculaires sont étroitement disposées, et la croix-la densité de liaison est grande, elle a donc une bonne résistance aux solvants, une bonne résistance à l'huile, une résistance aux acides, une résistance aux alcalis, une résistance à l'eau et d'autres propriétés, en particulier une forte résistance aux alcalis ; la résine époxy a une bonne compatibilité avec denombreux caoutchoucs (élastomères) et les résines thermoplastiques, et même des réactions chimiques se produisent ; il a une bonne dispersibilité avec les charges et peut modifier les propriétés de la colle à base de résine époxy dans une large gamme ; il a une bonne aptitude au traitement, est facile à utiliser, a une faible toxicité et est moinsnocif ; la résine contient denombreux cycles benzéniques et hétérocycles, la chaîne moléculaire est moins flexible et la croix-la structure liée après durcissementn'est pas facile à déformer. La colle de résine époxynon durcie a une faible ténacité, est relativement cassante, a une très faible résistance au pelage etne résiste pas aux chocs et aux vibrations.
La résine époxy contient une variété de groupes polaires et de groupes époxy hautement actifs, elle présente donc une forte adhérence à divers matériaux polaires tels que le métal, le verre, le ciment, le bois, le plastique, en particulier les matériaux à haute activité de surface. Dans le même temps, la force de cohésion des produits époxy durcis est également très grande, de sorte que sa force de liaison est très élevée. Lorsque la résine époxy est durcie, aucun composé volatil de faible poids moléculairen’est produit. Le retrait volumique de la couche adhésive est faible, environ 1% à 2%, qui est l'une des variétés présentant le plus faible retrait de durcissement parmi les résines thermodurcissables. Après avoir ajouté des charges, il peut être réduit à moins de 0,2%. Le coefficient de dilatation linéaire des produits époxy durcis est également très faible. Par conséquent, la contrainte interne est faible et a peu d’effet sur la force de liaison. De plus, le fluage des produits époxy durcis est faible, la stabilité dimensionnelle de la couche adhésive est donc bonne. Il existe denombreuses variétés de résines époxy, d’agents de durcissement et de modificateurs. Grâce à une conception de formule raisonnable et ingénieuse, l'adhésif peut avoir la capacité de traitement requise (tels que le durcissement rapide, le durcissement à température ambiante, le durcissement à basse température, le durcissement dans l'eau, la faible viscosité, la viscosité élevée, etc.) et les performances requises (tels que la résistance à haute température, la résistance à basse température, la haute résistance, la flexibilité élevée, la résistance au vieillissement, la conductivité électrique, la conductivité magnétique, la conductivité thermique, etc.). Il a une bonne compatibilité et réactivité avec une variété de substances organiques (monomères, résines, caoutchoucs) et substances inorganiques (comme les charges, etc.), et est facile à copolymériser, réticuler, mélanger, remplir et autres modifications pour améliorer les performances de la couche adhésive. Il peut résister à la corrosion provoquée par divers milieux tels que les acides, les alcalis, les sels et les solvants.
Selon le type d'agent de durcissement sélectionné, les adhésifs époxy peuvent être durcis à température ambiante, moyenne ou haute température. Généralement, seule une pression de contact de 0,1 à 0,5 MPa est requise pour le durcissement. La plupart des colles à base de résine époxyne contiennent pas de solvants et sont faciles à utiliser. La viscosité de construction des adhésifs époxy généraux. La période applicable et la vitesse de durcissement peuvent être ajustées via la formule pour répondre à diverses exigences. Cela permetnon seulement de garantir facilement la qualité du collage, mais simplifie également le processus et l'équipement de durcissement. Une fois la résine époxy durcie, de bonnes propriétés d'isolation électrique peuvent être obtenues ; la tension de claquage est >35kV/mm, la résistance volumique est >1015Ω.cm, la constante diélectrique est de 3 à 4 (50Hz), et la résistance à l'arc est de 100 à 140 s. En changeant la composition de la colle résine époxy (agent de durcissement, agent de durcissement, charge, etc.), une série de formules adhésives ayant des propriétés différentes peuvent être obtenues pour répondre à divers besoins, et diverses variétés ayant des propriétés différentes peuvent être produites en mélangeant avec denombreux modificateurs. La température d’utilisation générale de la résine époxy bisphénol A varie de -60 à 175°C, parfois jusqu'à 200°C pendant une courte période. Si unnouveau type de résine époxy résistant aux températures élevées et basses est utilisé, la température d'utilisation peut être supérieure ou inférieure et l'absorption d'eau de la résine époxy est faible.
Général-les résines époxy, les agents de durcissement et les additifs ont denombreuses origines et de grands rendements, sont faciles à préparer, peuvent être contactés-pressé et peut être utilisé à grande échelle. Les principaux inconvénients des adhésifs époxy : lorsqu'ilsne sont pas durcis, le produit durci est généralement cassant, avec une mauvaise résistance au pelage, à la fissuration et aux chocs ; l'adhésion sur des matériaux à faible polarité (comme le polyéthylène, le polypropylène, etc.) est faible. Un traitement d'activation de surface doit être effectué en premier ; certaines matières premières telles que les diluants actifs et les agents de durcissement présentent différents degrés de toxicité et d'irritation. Lors de la conception de la formule, cela doit être évité autant que possible et la protection contre la ventilation doit être renforcée pendant la construction.
Comme le montre ce qui précède, la résine époxy possède de bonnes propriétés mécaniques globales, en particulier une adhérence élevée, un faible retrait, une bonne stabilité et d'excellentes propriétés d'isolation électrique, qui constituent une base matérielle pour les adhésifs, les matrices composites, les revêtements en poudre et d'autres produits.
4. Progrès dans la technologie d'application des adhésifs époxy
Chaleur-L'adhésif en résine époxy résistante est un adhésif à base de résine époxy modifiée, qui peut être utilisé par intermittence à 250°C, voire longtemps à 400°C, et pendant une courte période à 460°C. La résine de base de cet adhésif introduit généralement des groupes plus rigides ou augmente la croix-densité de liaison du produit durci. Par exemple, les résines époxy avec des groupes fluorène, des cyclesnaphtalènes et des résines époxy multifonctionnelles, ou des adhésifs à base de résine époxy modifiées avec du maléimide et du silicone peuvent répondre aux exigences des courts-circuits.-terme résistance à haute température et haute résistance à 460°C. Ces dernières années, avec le développement des appareils électroniques et des industries aérospatiales, les exigences en matière de résistance aux températures élevées et de résistance à l'ablation sont devenues de plus en plus élevées. Lorsqu'un avion vole à grande vitesse dans l'atmosphère, la température peut parfois atteindre des milliers de degrés à cause de l'échauffement aérodynamique, et même la plus grande chaleur-les matériaux métalliques résistants fondront. Par conséquent, afin de réduire le poids, des matériaux composites résistants aux températures élevées sont généralement utilisés pour remplacer les matériaux métalliques. Même dans l'industrie électronique et électrique, les mastics pouvant résister à des températures élevées de 350°C et même flamme-adhésifs isolants résistants pouvant résister à 500-1000°C ont été proposés. L'agent de durcissement époxy de la série F développé par la société Aviation Corporation de mon pays et les agents de durcissement époxy des séries B, H et HE récemment développés peuvent rendre la résine époxy résistante à des températures élevées de 500 °C.°C et ont d'excellentes propriétés ignifuges, une résistance à l'ablation et de bonnes performances de processus.
L'adhésif à base de résine époxy modifiée et le procédé de préparation surmontent les inconvénients de fragilité et de mauvaise résistance à la température des adhésifs époxy généraux. Sa principale caractéristique technique est que la résine époxy modifiée par un prépolymère de polyuréthane (composant A) et le durcisseur maison (composant B) sont formulés dans un rapport de 10:1 à 1:1 (rapport de poids) pour former un système de durcissement résistant aux hautes températures, robuste et hautement réactif. Le prépolymère de polyuréthane est un prépolymère de polyuréthane polysiloxane terminé par des groupes isocyanate, qui est fabriqué en faisant réagir un polysiloxane hydroxyle terminal et un diisocyanate dans une certaine proportion et dans certaines conditions. Le prépolymère polyuréthane est ensuite utilisé pour modifier la résine époxy. L'agent de durcissement fait maison est composé de diamine, de composé imidazole, d'agent de couplage silane, de charge inorganique et de catalyseur. Cet adhésif en résine époxy modifiée peut être durci à température ambiante et peut être utilisé pendant une longue période à 200 ℃, ou durci à -5℃ avec une résistance à la température de 150℃ ; la force de liaison est de 15-30 MPa ; le T-la résistance au pelage est de 35-65N/cm, et il présente une excellente résistance à l'huile, à l'eau, aux acides, aux alcalis et aux solvants organiques. Il peut coller des surfaces humides, des surfaces huileuses, des métaux, des plastiques, de la céramique, du caoutchouc dur, du bois, etc.

Pour améliorer la résistance de la résine époxy, la résine est généralement renforcée en ajoutant un deuxième composant pour améliorer la ténacité de la résine époxy. Selon les rapports, il existe principalement le durcissement liquide, le durcissement, le durcissement par microsphères élastiques, les cristaux liquides thermotropes. (TLCP) durcissement et mélange de polymères, modification de copolymérisation, etc.
La modification de trempe du caoutchouc liquide fait généralement référence au caoutchoucnitrile liquide, au poly, etc. contenant des groupes terminaux carboxyle, amine, hydroxyle, thiol et époxy, qui sont miscibles avec la résine époxy et précipitent pendant le processus de durcissement pour former deux-structure de phase du "modèle d'île". Grâce à l’interaction des groupes actifs, des liaisons chimiques se forment à l’interface des deux phases pour jouer un rôle de renforcement. Ces dernières années, outre l'utilisation de pré-Adduits réagis de caoutchouc liquide actif pur, il s'est développé jusqu'à la deuxième génération en utilisant une haute-résines époxy à fonctionnalité et la troisième génération utilisant des catalyseurs métallocènes pour préparer des copolymères séquencés afin de modifier les prépolymères époxy. Après une telle modification,non seulement la résistance au pelage est améliorée, mais également les propriétés mécaniques et thermiques globalesne sont pas réduites de manière significative.
L'adhésif époxy renforcé au polyuréthane est formé de polyuréthane et de résine époxy pour former des semi-adhésifs.-polymère à réseau perméable (SIPN) et polymère à réseau interpénétré (IPN), qui joue une miscibilité forcée et un effet synergique, de sorte que le polyuréthane hautement élastique et la résine époxy avec une bonne adhérence soient combinés organiquement et qu'un bon effet de durcissement soit obtenu grâce à la complémentarité et au renforcement.
Célibataire-composant température ambiante humidité-L'adhésif époxy durcissant est un adhésif époxy durci avec de la kétimine modifiée comme agent de durcissement. Ses caractéristiques sont qu'il peut être durci dans des conditions humides et à basse température, et peut améliorer la résistance à la température et à la corrosion des produits durcis en résine époxy. Agent de durcissement phénolique cétimine modifié, il réagit d'abord avec du formaldéhyde et du m-phénylènediamine pour former une amine phénolique, puis réagi avec de la méthylisobutylcétone pour former de la cétimine phénolique modifiée. À l'heure actuelle, la Chine travaille dur pour étudier la technologie de durcissement rapide des adhésifs époxy à durcissement rapide à basse température et à faible humidité. Actuellement, les deux-L'adhésif époxy durcissant à température ambiante développé en Chine peut résister à des températures de 200 °C.-260 ℃, jusqu'à 275 ℃, et peut gélifier en 2-6 minutes à 25℃, durcir complètement en 3-8 heures, et la résistance au pelage du durcissement du polyéther diamine peut atteindre 4-5kN/m. Faible-L'adhésif époxy à durcissement rapide à température est fabriqué à partir de résine époxy bisphénol F. Il est combiné avec du phosphite de diphényldécyle, DMP-30, etc., et peut être rapidement guéri à -5℃. Il a été développé et appliqué dans le domaine du génie civil. Il est principalement utilisé pour le collage du béton « ingénierie intégrale », la réparation de bâtiments, la réparation de produits et le collage de matériaux de construction. Dans l'ingénierie de la construction, il peut remplacer les rivets, le soudage et d'autres processus de connexion structurelle, et est utilisé pour coller diverses planches de marbre et artificielles.
Haut-La technologie de réparation des matériaux composites de résistance est la tendance future du développement d'anti-externes-technologie de réparation des couches de corrosion pour les oléoducs et les gazoducs. C'est une technologie qui utilise de hautes-matrice de résine performante pour lier des matériaux renforcés afin de former une structure de protection, de sorte qu'elle présente une résistance à la compression et à la traction et une force de liaison élevées. Pendant les travaux de réparation, iln'est pasnécessaire d'arrêter le pipeline ou de réduire la pression. En même temps, il présente les avantages d'un fonctionnement simple et pratique, d'une formation facile du personnel de construction, d'un bon effet de renforcement et d'avantages économiques significatifs. La technologie de réparation des matériaux composites peut être réalisée sur-construction de bobinages sur site et dans-durcissement sur place. Le processus de construction est à flammenue, sûr et pratique. Troisièmement, la résistance des matériaux composites renforcés par de la fibre de verre, de la fibre de carbone ou du tissu est beaucoup plus élevée que celle de l'acier ordinaire, ce qui rend l'efficacité de la réparation et du renforcement des matériaux composites plus élevée ; les matériaux composites sont concevables et peuvent être ciblés en termes d'épaisseur, denombre de couches, de répartition des fibres et d'autres aspects en fonction du degré d'endommagement par défaut et des conditions de contrainte, et la fiabilité de la réparation est élevée ; l'adhésif intercalaire en fibre de verre ou en résine renforcée de fibre de carbone-les matériaux composites à base de matériaux ont une bonne adhérence d'interface, une bonne étanchéité et une excellente résistance à la corrosion avec le métal, ce qui peut réduire considérablement les dommages de corrosion secondaire pendant le fonctionnement du pipeline. Dans la technologie de réparation des matériaux composites, le choix de l’adhésif a une influence vitale sur ses performances de protection.
Lorsque le polyuréthane est utilisé pour renforcer l'adhésif en résine époxy, le segment de chaîne en polyuréthane pénètre dans le segment de chaîne en résine époxy pour former une structure de réseau polymère interpénétrée. (IPN) ou un semi-structure de réseau polymère interpénétré (SIPN). Étant donné que le polyuréthane et la résine époxy ont des solubilités différentes, les matériaux IPN présentent différents degrés de séparation de phases, mais en raison de l'enchevêtrement mutuel entre les réseaux, une « miscibilité forcée » se produit, ce qui augmente la compatibilité ; et une fois le polymère croisé-liés, le réseau mutuellement intriqué fixe la région de phase. Étant donné que les particules de polyuréthane sont dispersées dans la phase continue de résine époxy, la ténacité du système est augmentée, la concentration de contraintes du matériau solidifié est dispersée et la résistance au cisaillement est augmentée. Avec l'augmentation de la quantité de polyuréthane ajoutée, la résistance au cisaillement augmente progressivement, mais lorsque la teneur en polyuréthane dépasse 13,04%, le degré d'interpénétration de la structure de réseau polymère interpénétré formée par le polyuréthane/la résine époxy a atteint la saturation. Augmentez encore la quantité de polyuréthane, le réseau polymère interpénétré aura une interpénétration excessive, le polyuréthane et la résine époxy se sépareront, des fissures se formeront et la compatibilité du polyuréthane et de la résine époxy diminuera fortement. Par conséquent, en termes de résistance au cisaillement, la quantité optimale de polyuréthane est de 13,04.%. La résistance au pelage est principalement liée aux performances de liaison et à la flexibilité de l’adhésif à base de résine époxy. La loi de changement du système de structure de réseau polymère interpénétré formé par le polyuréthane et la résine époxy montre qu'avec l'augmentation de la quantité de polyuréthane ajoutée, la flexibilité du produit durci augmente d'abord puis diminue, de sorte que la résistance au pelage de l'adhésif en résine époxy va augmente d'abord puis diminue avec l'augmentation de la quantité de polyuréthane ajoutée. Lorsque le polyuréthane atteint 20%, la résistance au pelage commence à diminuer avec l'augmentation de la quantité de polyuréthane ajoutée. Par conséquent, pour la résistance au pelage, le meilleur dosage de polyuréthane est de 20%.
Parmi lesnombreuses technologies de trempe des résines époxy, l’effet de trempe des élastomères représenté par le polyuréthane est le plus significatif. Cependant, la résine époxy est une résine thermoplastique linéaire etne durcira pas d'elle-même. Seulement en ajoutant un agent de durcissement pour le faire traverser-lié à une structure linéaire à une structure maillée ou corporelle peut-il être guéri. Par conséquent, lors de l’utilisation de polyuréthane pour durcir la résine époxy, un agent de durcissement doit être ajouté pour qu’il réponde aux exigences de performances de durcissement pendant la construction. La résine époxy contient plusieurs cycles benzéniques ou hétérocycliques et la chaîne moléculairen'est pas flexible. La résine époxy durcie a une croix élevée-structure de liaison, quin'est pas facile à déformer. En conséquence, les adhésifs à base de résine époxy présentent des inconvénients tels qu'une ténacité insuffisante, une fissuration fragile facile, une faible résistance au pelage et une mauvaise résistance aux chocs, ce qui limite considérablement leur application. Par conséquent, la modification de durcissement de la résine époxy a une importance pratique importante et des perspectives d’application pour son application dans la réparation de pipelines.
En pratique, des adhésifs pouvant durcir à température ambiante et utilisés dans des environnements à haute température sont souventnécessaires. Par exemple, les adhésifs structurels utilisés dans la construction doiventnon seulement pouvoir résister à des températures élevées pour empêcher l'effondrement général du bâtiment en cas d'incendie, mais ilsne peuvent pasnon plus être chauffés et durcis en raison de la grande surface de liaison. Cependant, les adhésifs EP durcissant à température ambiantene peuvent généralement pas être utilisés à des températures élevées et la chaleur-Les adhésifs EP résistants doivent souvent être chauffés pour durcir complètement. Le donc-appelé durcissement à température ambiante fait généralement référence à une méthode de durcissement qui peut gélifier en quelques minutes ou heures à température ambiante (20-30°C), et durcir complètement dans les 7 jours, et atteindre une résistance utilisable. Bien que certains progrès aient été réalisés dans le domaine des adhésifs durcissant à température ambiante et utilisés à des températures élevées, il existe encore un écart considérable entre les besoins et l'avenir. À l'avenir,nous devrions renforcer la recherche sur le mécanisme de durcissement des adhésifs EP, développer des agents de durcissement actifs multifonctionnels, synthétiser denouvelles résines matricielles EP multifonctionnelles, explorer denouvelles méthodes de modification et denouvelles charges pour les résines EP, et développer la recherche et le développement d'adhésifs dans le sens de conservation des ressources et de respect de l’environnement sur la base de l’amélioration des performances.
Source de l'article : Polyuréthane mondial
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Titre original : "[Informations sur les composites] Classification, caractéristiques de performance et analyse d'application des adhésifs à base de résine époxy"